燃烧装置和热水装置的制作方法

本发明涉及一种燃烧装置和热水装置。

背景技术：

在日本实开昭56-149251号公报中记载有气体燃烧器的安全装置，该气体燃烧器的安全装置具有燃烧器、第1检测元件、第2检测元件、以及控制装置。燃烧器朝向上方形成火焰。第1检测元件配置于燃烧器的上方。第2检测元件配置于第1检测元件的上方。

在燃烧器正常燃烧的情况下，第1检测元件与在燃烧器形成的火焰接触，但第2检测元件不与在燃烧器形成的火焰接触。在燃烧器异常燃烧(不完全燃烧)着的情况下，在燃烧器形成的火焰伸长。其结果，在燃烧器形成的火焰与第2检测元件接触。控制装置检测在燃烧器形成的火焰与第2检测元件之间的接触，从而检测燃烧器的异常燃烧。

此外，异常燃烧的程度越大(氧浓度越低)，从燃烧器形成的火焰越大幅度伸长。

在燃烧器正常燃烧的情况下，通过使燃烧器的输出增加，在燃烧器形成的火焰也伸长。在日本实开昭56-149251号公报所记载的气体燃烧器的安全装置的结构中，无法区分由于燃烧器的输出增加而使火焰伸长了的情况以及由于燃烧器的异常燃烧而使火焰伸长了的情况，因此，难以应对燃烧器的输出可变的情况。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述那样的现有技术的问题点而做成的。更具体而言，本发明提供一种在燃烧器的输出可变的情况下能够检测燃烧器的异常燃烧的燃烧装置。

本发明的一技术方案的燃烧装置具备形成火焰的燃烧器、第1火焰杆和第2火焰杆、以及控制部。燃烧器构成为，被控制部控制成第1输出状态和输出比第1输出状态的输出小的第2输出状态。

第1火焰杆配置于如下位置：在控制成第1输出状态和第2输出状态的情况下，与在正常燃烧的燃烧器形成的火焰接触。第2火焰杆配置于如下位置：在燃烧器被控制成第1输出状态的情况下，与在正常燃烧的燃烧器形成的火焰接触，但在燃烧器被控制成第2输出状态的情况下，不与在正常燃烧的燃烧器形成的火焰接触。控制部构成为，在燃烧器被控制成第2输出状态的状态下，在检测到第2火焰杆与在燃烧器形成的火焰接触的情况下，判断为燃烧器异常燃烧。

在上述的燃烧装置中，也可以是，控制部构成为，在燃烧器被控制成第1输出状态的状态下，在检测到第1火焰杆与在燃烧器形成的火焰接触以及第2火焰杆与在燃烧器形成的火焰接触的情况下，判断为燃烧器正常燃烧。

在上述的燃烧装置中，也可以是，控制部构成为，在检测到第1火焰杆与在燃烧器形成的火焰未接触的情况下，判断为燃烧器异常燃烧。

也可以是，上述的燃烧装置还具备换热器，该换热器具有第1侧壁。在俯视时，第1火焰杆的位于离第1侧壁最远的位置的部分位于比第2火焰杆的位于离第1侧壁最远的位置的部分远离第1侧壁的位置。

在上述的燃烧装置中，也可以是，换热器还具有与第1侧壁相对的第2侧壁。也可以是，燃烧器具有形成火焰的多个火焰孔。也可以是，第1火焰杆的位于离第1侧壁最远的位置的部分在与从第1侧壁朝向第2侧壁的方向平行的截面观察中位于比如下假想线靠第2侧壁侧的位置，该假想线是使位于最靠第1侧壁侧的火焰孔的中心轴线延长而成的。也可以是，第2火焰杆的位于离第1侧壁最远的位置的部分在与从第1侧壁朝向第2侧壁的方向平行的截面观察中位于比假想线靠第1侧壁侧的位置。

也可以是，上述的燃烧装置还具备：换热器，其具有第1侧壁和与第1侧壁相对的第2侧壁；和绝缘部，其插入有第2火焰杆。也可以是，换热器还具有安装到第1侧壁的靠第2侧壁侧的面的胴管。也可以是，绝缘部插入于第1侧壁的位于胴管的下方的部分。第2火焰杆的在俯视时与胴管重叠的部分由绝缘部覆盖。

本发明的一技术方案的热水装置具备燃烧装置。该燃烧装置是上述的燃烧装置。

本发明的上述以及其他的目的、特征、技术方案和优点根据与附图相关联地理解的关于本发明的如下详细的说明变得清楚。

附图说明

图1是实施方式的热水装置100的概略图。

图2是实施方式的燃烧装置20的立体图。

图3是实施方式的燃烧装置20的俯视图。

图4是实施方式的燃烧装置20的剖视图。

图5是实施方式的燃烧装置20的框图。

图6是说明实施方式的燃烧装置20的效果的示意性的图表。

具体实施方式

一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图中，对相同或相当的部分标注相同的参照附图标记，不反复进行重复的说明。

(实施方式的热水装置的概略结构)

以下，对实施方式的热水装置100的概略结构进行说明。

如图1所示，热水装置100具有壳体10、燃烧装置20、配管40a～配管40g、旁通配管41a和旁通配管41b、以及旁通伺服系统42。

燃烧装置20具有燃烧器21、火花塞22、第1火焰杆23a(图1中未图示)和第2火焰杆23b(图1中未图示)、以及一次换热器24。燃烧装置20还具有二次换热器25、腔室26、风扇27、管道28、文丘里器29、节流件30、以及气体阀门31。

燃烧器21、火花塞22、第1火焰杆23a和第2火焰杆23b、一次换热器24和二次换热器25、腔室26、风扇27、管道28、文丘里器29、节流件30、气体阀门31、配管40a～配管40g、旁通配管41a、旁通配管41b以及旁通伺服系统42配置于壳体10内。

燃烧器21配置于腔室26的下方。一次换热器24配置于燃烧器21的下方的。火花塞22配置于燃烧器21的下方。火花塞22安装于例如一次换热器24。二次换热器25配置于一次换热器24的下方。

从配管40a的一端供给燃料气体。配管40a的另一端与气体阀门31连接。配管40b的一端与气体阀门31连接。配管40b的另一端与节流件30连接。配管40c的一端与节流件30连接。配管40c的另一端与文丘里器29连接。

配管40d的一端与文丘里器29连接。配管40d的另一端与风扇27连接。风扇27与腔室26连接。

从配管40e的一端供给水。配管40e的另一端与二次换热器25连接。配管40f的一端与二次换热器25连接。配管40f的另一端与一次换热器24连接。配管40g的一端与一次换热器24连接。从配管40g的另一端出热水。

旁通配管41a的一端与配管40e连接。旁通配管41a的另一端与旁通伺服系统42连接。旁通配管41b的一端与旁通伺服系统42连接。旁通配管41b的另一端与配管40g连接。

气体阀门31对来自配管40a的燃料气体的供给和停止进行切换。由此，调整向文丘里器29供给的燃料气体的压力。

文丘里器29构成为，从壳体10的外部导入空气。文丘里器29使从壳体10的外部导入了的空气与经由配管40a、配管40b、配管40c、节流件30以及气体阀门31向文丘里器29供给的燃料气体混合(以下，将与空气混合起来的燃料气体称为混合气体)。

此外，来自燃烧装置20的排气经由管道28向壳体10的外部排出，但该排气的一部分再次经由文丘里器29导入，从而混合气体中的氧浓度降低，成为随后论述的异常燃烧(不完全燃烧)的原因。

风扇27具有：风扇壳体；叶轮，其配置于风扇壳体内；以及马达，其驱动叶轮而使该叶轮旋转。通过马达驱动叶轮而使该叶轮旋转，风扇27经由配管40c吸入在文丘里器29中生成的混合气体。所吸入的混合气体经由腔室26向燃烧器21供给。

从设置到燃烧器21的下表面的火焰孔21a朝向下方喷出混合气体。喷出来的混合气体被火花塞22点火而燃烧，成为燃烧气体。燃烧气体朝向下方(即，朝向一次换热器24)喷出。

经由配管40e供给到二次换热器25的水在二次换热器25中与燃烧气体的潜热进行换热，从而温度上升。通过了二次换热器25的水经由配管40f向一次换热器24供给。供给到一次换热器24的水在一次换热器24中与燃烧气体的显热进行换热，从而温度进一步上升。通过了一次换热器24的水在配管40g流动。

在配管40e流动的水的一部分向旁通配管41a流动。从旁通配管41a向旁通配管41b流动的水的流量由旁通伺服系统42控制。在旁通配管41b流动的水与在配管40g流动的水混合。即，通过旁通伺服系统42控制从旁通配管41a向旁通配管41b流动的水的流量，来调整从配管40g的另一端出热水的水温。

由于燃烧气体中的水蒸气在一次换热器24内冷凝而产生的水(以下，将该水称为排液)经由管道28向壳体10的外部排出。

(实施方式的燃烧装置的详细结构)

以下，参照图2、图3以及图4而对实施方式的燃烧装置20的详细结构进行说明。此外，在图2～图4中省略了二次换热器25、风扇27、管道28、文丘里器29、节流件30以及气体阀门31的图示。另外，在图3中，为了使燃烧装置20的内部构造清楚，也省略了腔室26的图示。

一次换热器24具有第1侧壁24a、第2侧壁24b、第3侧壁24c、以及第4侧壁24d。第1侧壁24a和第2侧壁24b在第1方向dr1上彼此相对。第3侧壁24c和第4侧壁24d在与第1方向dr1交叉的第2方向dr2上彼此相对。第3侧壁24c与第1侧壁24a以及第2侧壁24b相连，第4侧壁24d与第1侧壁24a以及第2侧壁24b相连。

一次换热器24具有胴管24ea、胴管24eb、以及胴管24ec。胴管24ea、胴管24eb以及胴管24ec沿着第1侧壁24a的内壁面、第2侧壁24b的内壁面以及第3侧壁24c的内壁面安装。

第1侧壁24a的内壁面是指第1侧壁24a的靠第2侧壁24b侧的面，第2侧壁24b的内壁面是指第2侧壁24b的靠第1侧壁24a侧的面。第3侧壁24c的内壁面是指第3侧壁24c的靠第4侧壁24d侧的面，第4侧壁24d的内壁面是指第4侧壁24d的靠第3侧壁24c侧的面。

胴管24eb配置于胴管24ea的下方。胴管24ea和胴管24eb在上下方向上相互隔开间隔地配置。胴管24ec配置于胴管24eb的下方。胴管24eb和胴管24ec在上下方向上相互隔开间隔地配置。

一次换热器24还具有胴管24ed和胴管24ee，胴管24ed和胴管24ee安装于第4侧壁24d的外壁面。此外，第4侧壁24d的外壁面是第4侧壁24d的与第3侧壁24c相反的一侧的面。胴管24ee位于胴管24ed的下方。胴管24ed和胴管24ee在上下方向上相互隔开间隔地配置。

胴管24ed的一端与胴管24ea的一端连接。此外，胴管24ea的另一端是胴管24ea的靠出水口24h侧的端。胴管24ed的另一端与胴管24eb的一端连接。胴管24ee的一端与胴管24eb的另一端连接。胴管24ee的另一端与胴管24ec的一端连接。

一次换热器24还具有配管24f，配管24f在一端处与胴管24ec的另一端连接，在另一端处与进水口24g连接。在配管24f安装有许多翅片。

一次换热器24还具有进水口24g和出水口24h。进水口24g与配管24f的另一端连接。出水口24h与配管40g的一端连接。进水口24g和出水口24h利用胴管24ea～胴管24ee以及配管24f而相互连接。

腔室26具有吸入口26a。从风扇27供给的混合气体经由吸入口26a向腔室26的内部供给。在腔室26的下方安装有燃烧器21。

如上述那样，在燃烧器21的下表面形成有多个火焰孔21a。供给到腔室26的内部的混合气体从火焰孔21a喷出。在沿着第1方向dr1的截面观察(与第2方向dr2正交的截面观察)中，燃烧器21的下表面向下弯曲成凸状。将使最靠第1侧壁24a侧的火焰孔21a的中心轴线延长而成的直线称为假想线vl。

如上述那样，在燃烧器21的下方配置有火花塞22。火花塞22由第1电极22a和第2电极22b构成。第1电极22a的顶端和第2电极22b的顶端配置于燃烧装置20的内部，第1电极22a的另一端和第2电极22b的另一端配置于燃烧装置20的外部。

第1电极22a的顶端与第2电极22b的顶端彼此相对。第1电极22a的顶端和第2电极22b的顶端位于燃烧器21的下表面的下方。通过向第1电极22a与第2电极22b之间通电，在第1电极22a的顶端与第2电极22b的顶端之间产生火花，从火焰孔21a喷出的混合气体被点火。

火花塞22(第1电极22a和第2电极22b)插入于第1侧壁24a。更具体而言，火花塞22插入于第1侧壁24a的位于胴管24ea与胴管24eb之间的部分。

第1火焰杆23a插入于腔室26。第1火焰杆23a的顶端配置于燃烧装置20的内部，第1火焰杆23a的另一端配置于燃烧装置20的外部。第1火焰杆23a的另一端与随后论述的控制部5电连接。

第1火焰杆23a的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)位于燃烧器21的下方。优选的是，第1火焰杆23a的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)在沿着第1方向dr1的截面观察中位于比假想线vl靠第2侧壁24b侧的位置。第1火焰杆23a配置于如下位置：在燃烧器21被控制成随后论述的第1输出状态和第2输出状态的情况下，与在正常燃烧的燃烧器21形成的火焰接触。

燃烧器21正常燃烧是指从火焰孔21a喷出的燃料气体不产生不完全燃烧。另一方面，燃烧器21异常燃烧是指从火焰孔21a喷出的燃料气体发生不完全燃烧。在此，不完全燃烧是指来自燃烧装置的排出气体中的一氧化碳浓度成为给人体造成影响的浓度以上。

第1火焰杆23a由例如耐热钢形成。在形成于在火焰孔21a的火焰中，构成燃料气体的分子电离，因此，该火焰呈导电性。因此，在第1火焰杆23a与在火焰孔21a形成的火焰接触的情况下，电流在第1火焰杆23a与设置到燃烧器21侧的电极(未图示)之间流动。通过检测该电流，能够检测第1火焰杆23a是否与在火焰孔21a形成的火焰接触。

第2火焰杆23b插入于第1侧壁24a。更具体而言，第2火焰杆23b插入于第1侧壁24a的位于胴管24ea与胴管24eb之间的部分。第2火焰杆23b的顶端配置于燃烧装置20的内部，第2火焰杆23b的另一端配置于燃烧装置20的外部。第2火焰杆23b的另一端与随后论述的控制部5电连接。

第2火焰杆23b的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)位于比第1火焰杆23a的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)靠下方的位置。如随后论述那样，燃烧器21被控制部5控制成第1输出状态和输出比第1输出状态的输出小的(在燃烧器21形成的火焰比第1输出状态短)第2输出状态。此外，燃烧器21的输出状态的控制通过使向例如燃烧器21供给的混合气体的流量变化来进行。

第2火焰杆23b配置于如下位置：在燃烧器21被控制成第1输出状态的情况下，与在正常燃烧的燃烧器21形成的火焰接触，但在燃烧器21被控制成第2输出状态的情况下，不与在正常燃烧的燃烧器21形成的火焰接触。

优选第2火焰杆23b的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)在沿着第1方向dr1的截面观察中位于比第1火焰杆23a的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)靠近第1侧壁24a的位置。即，优选第1火焰杆23a的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)在沿着第1方向dr1的截面观察中位于比第2火焰杆23b的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)远离第1侧壁24a的位置。更具体而言，优选第2火焰杆23b的顶端(离第1侧壁24a最远的部分)在沿着第1方向dr1的截面观察中位于比假想线vl靠第1侧壁24a侧的位置。

第2火焰杆23b由例如耐热钢形成。在第2火焰杆23b与在燃烧器21形成的火焰接触的情况下，电流在第2火焰杆23b与设置到燃烧器21侧的电极(未图示)之间流动。通过检测该电流，检测第2火焰杆23b是否与在燃烧器21形成的火焰接触。

也可以是，燃烧装置20还具有绝缘部6。绝缘部6由绝缘性的材料形成。绝缘部6安装于第1侧壁24a。更具体而言，插入于在第1侧壁24a的位于胴管24ea与胴管24eb之间的部分设置的贯通孔。即，绝缘部6和第2火焰杆23b位于胴管24ea的下方。

绝缘部6具有第1贯通孔、第2贯通孔、以及第3贯通孔。在第1贯通孔插入有第2火焰杆23b。在第2贯通孔和第3贯通孔分别插入有第1电极22a和第2电极22b。

第2火焰杆23b以在俯视时与胴管24ea重叠的部分由绝缘部6覆盖的方式插入于绝缘部6。同样地，火花塞22(第1电极22a和第2电极22b)以在俯视时与胴管24ea重叠的部分由绝缘部6覆盖的方式插入于绝缘部6。

(实施方式的燃烧装置的动作)

以下，一边参照图5一边对实施方式的燃烧装置20的动作进行说明。

如图5所示，风扇27、第1火焰杆23a以及第2火焰杆23b与控制部5连接。控制部5由例如微控制器构成。

通过控制部5控制风扇27，燃烧器21被控制成第1输出状态和第2输出状态。也可以是，通过控制部5控制风扇27，燃烧器21被控制成与第1输出状态以及第2输出状态不同的输出状态。

在燃烧器21被控制部5控制成第2输出状态的情况下，只要燃烧器21正常燃烧，第1火焰杆23a就与在燃烧器21形成的火焰接触，但第2火焰杆23b不与在燃烧器21形成的火焰接触。

然而，即使燃烧器21被控制部5控制成第2输出状态，在燃烧器21异常燃烧情况下，在燃烧器21形成的火焰也与第2火焰杆23b也接触。因此，控制部5在将燃烧器21控制成第2输出状态，且检测到第2火焰杆23b与在燃烧器21形成的火焰接触(即，检测到向第2火焰杆23b流动的电流)的情况下，判断为燃烧器21异常燃烧。

在燃烧器21被控制部5控制成第1输出状态的情况下，即使燃烧器21正常燃烧，第2火焰杆23b也与在燃烧器21形成的火焰接触。因此，控制部5在检测到第1火焰杆23a与在燃烧器21形成的火焰接触以及第2火焰杆与在燃烧器21形成的火焰接触(检测到向第1火焰杆23a和第2火焰杆23b流动的电流)的情况下，判断为燃烧器21正常燃烧。

在燃烧器21异常燃烧的情况下，存在如下情况：在燃烧器21形成的火焰的基部与燃烧器21的下表面分开，无法检测第1火焰杆23a与在燃烧器21形成的火焰之间的接触。因此，控制部5在检测到第1火焰杆23a未与在燃烧器21形成的火焰接触(检测到电流未向第1火焰杆23a流动)的情况下，判断为燃烧器21异常燃烧。

(实施方式的燃烧装置的效果)

以下，对实施方式的燃烧装置20的效果进行说明。

如上述那样，在燃烧装置20中，控制部5考虑第2火焰杆23b是否与在燃烧器21形成的火焰接触、对燃烧器21进行控制的控制状态(处于第1输出状态、还是处于第2控制状态)而对燃烧器21是否异常燃烧进行判断。

因此，在燃烧装置20中能够区别如下情况：是因为燃烧器21的输出较大而使在燃烧器21形成的火焰与第2火焰杆23b接触；还是因为燃烧器21异常燃烧而使在燃烧器21形成的火焰与第2火焰杆23b接触。如此，根据燃烧装置20，即使在燃烧器21的输出可变的情况下，也能够检测燃烧器21的异常燃烧。

在燃烧装置20中，通过调整俯视时的第1火焰杆23a的顶端与第2火焰杆23b的顶端之间的距离，能够使可检测的燃烧器21的异常燃烧的程度变化(参照图6)。因此，通过将第2火焰杆23b的顶端配置于比第1火焰杆23a的顶端靠近第1侧壁24a的位置，能够检测在仅使用了第1火焰杆23a的情况下难以检测的程度的异常燃烧。

在第2火焰杆23b位于胴管24ea的下方的情况下，由于胴管24ea的表面的结露而产生的水滴有可能从位于第2火焰杆23b的上方的胴管24ea向第2火焰杆23b滴下。该水滴成为使第2火焰杆23b产生漏电的原因。

然而，在第2火焰杆23b的在俯视时与胴管24ea重叠的部分由绝缘部6覆盖的情况下，抑制该水滴与第2火焰杆23b之间的接触。

如以上这样对本发明的实施方式进行了说明，但也能够对上述的实施方式进行各种变形。另外，本发明的范围并不被限定于上述的实施方式。本发明的范围由权利要求书表示，意图在于包括与权利要求书同等的意味和范围内的全部的变更。

产业上的可利用性

上述的实施方式特别有利地适用于燃烧装置和热水装置。

对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为此次所公开的实施方式在全部的点都是例示，并非限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，意图在于包括与权利要求书同等的意味和范围内的全部的变更。